近年来,光声成像作为一种新型的医学成像方式逐渐发展起来。它利用生物组织的光声效应进行成像,具有非侵入、非电离、无辐射、过程简单等优点,同时由于其主要反映生物组织的光吸收分布情况,能够有效地提供生物组织内部的血氧饱和浓度,血红蛋白含量等重要信息,且能够进行功能成像,因而在医学诊断和治疗领域有着巨大的发展前景。目前,光声成像已经在脑功能成像、乳腺成像、关节类疾病诊断、淋巴疾病的诊断以及内窥镜技术等领域崭露头角,显示出巨大的生命力。尤其近二十年来,光声成像在国内外很多高校和科研机构中引起了极大的重视,相应的科研成果不断涌现,可以说目前是光声成像这一新型成像技术发展的黄金时间。光声成像中的图像质量问题是影响其发展的关键因素,在众多的成像算法中,生物组织声速分布不均匀的问题都不能很好地解决,影响了光声成像的成像效果。基于此,本文探索了对光声图像质量进行优化的方法。文章提出了一种基于拟合延时补偿的光声图像优化方法和基于多次重复采样的光声图像优化方法。前者对声波传播时间进行补偿,从时域的角度弥补声速不均匀造成的延时时间计算误差,是一种基于线性延时补偿的光声图像优化方法,有效地克服了传统成像算法中假设声速单一带来的问题；后者对多次采样得到的信号进行整合处理,通过多帧信号之间的插值对齐,从信号的角度减小了噪声的强度。为了验证相应优化算法的有效性,本文设计了多组实验来进行验证,首先从特定的仿体模型来验证,进一步地采用人体手指关节进行验证,以实际的实验结果表明,文中的优化方法对声速不均匀的介质有着明显的优化效果。光声成像与超声成像的配合成像是未来即将实现的一种混合成像方式,具有良好的发展前景,因而本文也在该方面对其进行了研究。具体地,本文在Verasonics平台的基础上探究了混合成像方式的实现,分为两种方式。一种是在单一的主机上进行,在这种情况下,光声重建和超声重建在同一台主机上运行,也在同一台主机上显示；另一种是分离式的混合成像,在这种情况下,光声重建和超声重建在不同的主机上进行。这两种成像方式分别称为集中式和分离式的光声超声混合成像。集中式的混合成像利用Verasonics系统的自身特性,对光声信号进行处理,套用超声的重建算法进行成像；分离式的混合成像将光声信号通过tcp连接传输到不同的主机,然后通过并行计算进行快速成像。我们对这两种成像方式设计了具体的实现,通过模拟仿真的方式来验证其成像效果和帧率。相应的实验结果表明,两种方式均能有效地进行混合成像,呈现出良好的效果。